6 motor-induksi

51
MOTOR MOTOR INDUKSI INDUKSI

Upload: kris-kris

Post on 14-Jun-2015

863 views

Category:

Documents


7 download

TRANSCRIPT

Page 1: 6 motor-induksi

MOTOR INDUKSIMOTOR INDUKSI

Page 2: 6 motor-induksi

PENDAHULUAN

• Arus rotor motor induksi bukan diperoleh dari sumber tertentu.

• Arus pada rotor terinduksi akibat adanya perbedaan relatif

antara putaran rotor dan medan putar pada stator

Page 3: 6 motor-induksi

KONSTRUKSI STATOR

• Dibuat dari pelat-pelat tipis dengan slot.

• Belitan ditempatkan pada slot

• Gulungan tiga fasa dilingkarkan untuk sejumlah kutub tertentu

• Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120° antar phasa

Page 4: 6 motor-induksi

BAGIAN-BAGIAN MOTOR

Page 5: 6 motor-induksi

KOMPONEN STATOR

• Rangka.

• Inti stator

• Kumparan/gulungan

• Pelat penutup

Page 6: 6 motor-induksi

INTI STATOR

• Terbuat dari lempeng-lempeng baja silikon berlaminasi.

• Untuk memperkecil rugi-rugi besi akibat arus pusar

Page 7: 6 motor-induksi

KONSTRUKSI ROTOR

• Fungsi :mengubah daya dari stator menjadi tenaga mekanik.• Terdapat dua tipe, yaitu :1. Rotor sangkar2. Rotor belitan• Komponen-komponenRotor: Inti besi rotor, Kumparan/batang penghantar, Cincin Poros (shaft).

Page 8: 6 motor-induksi

ROTOR SANGKAR

• Terdiri dari batang penghantar tebal yang diletakkan pada petak-petak slot paralel

• Kedua ujungnya dihubungsingkat dengan cincin

Page 9: 6 motor-induksi

ROTOR BELITAN

• Konduktor yang digunakan adalah belitan• Belitan terhubung ke cincin geser yang dipasang pada shaft• Belitan terhubung ke resistor melalui sikat karbon

Page 10: 6 motor-induksi

PRINSIP KERJA

• Prinsip kerja motor induksi mirip trafo• Rangkaian primer (stator) dan sekunder (rotor) tidak satu inti.• Rangkain sekunder berputar

Page 11: 6 motor-induksi

PRINSIP KERJA

• Listrik dipasok ke sator sehingga menghasilkan medan magnet yang berputar dengan kecepatan sinkron

• Pada rangkaian rotor timbul arus segingga timbul kopel • Rotor berputar searah putaran medan stator

Page 12: 6 motor-induksi

SLIP

• Dalam praktek rotor tidak pernah berputar pada kecepatan sinkron

• Perbedaan kecepatan antara putaran medan stator dan kecepatan rotor disebut slip

Ns NrSlip(%) x100

Ns

Ns = kecapatan sinkron (rpm)

Nr = kecepatan putaran rotor (rpm)

Page 13: 6 motor-induksi

KONSEP MEDAN PUTAR

Page 14: 6 motor-induksi

RANGKAIAN EKIVALENR2 S. X2X1R1

V1 E1

Im

I2I1

S.E2

Ic

Io

I’2

XmRC

V1 = tegangan stator

R1 = tahanan stator

X1 = reaktansi bocor stator

RC = reaktansi inti besi

E1 = tegangan rotor

R2 = tahanan stator

X2 = reaktansi bocor stator

Xm = reaktansi magnetisasi

Page 15: 6 motor-induksi

VEKTOR DIAGRAM RANGKAIAN MOTOR INDUKSI

I2 . SX2I2 . R2

SE2

IMI0

Ic

I1

I’2

O

E1

I’2 R1

I’2X1

V1

1 1 1 1 1V E I R X

1 2 2 2E I R X

2 2m0 CI I I

Page 16: 6 motor-induksi

RANGKAIAN PENGGANTI MOTOR INDUKSI

Harga primer dipindah ke sekunderHarga sekunder dipindah ke

primer

Page 17: 6 motor-induksi

KOPEL MOTOR INDUKSI

IM

IcI1

O

E1

V1

a R22

SI’2

I’2 a X22

R XZ= ' 12

E=

ZI

' 12 22

2222

E=

a Ra X

I

s

2

2

22222

2

a R

a Ra X

cos = s

s

P = T ω '

1 2P = 3 E I cos

'12

P 3 ET = = I cos

ω ω

'11 2

P 3 VBila Z dianggap kecil T = = I cos

ω ω

Page 18: 6 motor-induksi

KURVA TORSI DAN SLIP

maks

dT = 0

dsT diperoleh bila

2

2

R=

Xsaat : s

2

1maks 2

2

3 V2 a X

T =

T

S = 1 S = 0S

R2

‘“ R2

“ R2

R2

‘“

R2

R2

Tmaks

2

2 22 21 2 2 2

2 2

3 s a RT = V

ω a R s a X

Page 19: 6 motor-induksi

PENGATURAN KECEPATAN MOTOR INDUKSI

• Umumnya berputar dengan kecepatan konstan, mendekati kecepatan sinkronnya.

• Pada penggunaan tertentu dikehendaki adanya pengaturan putaran.

• Pengaturan kecepatan putaran motor induksi dapat dilakukan dengan beberapa cara :

1. Mengubah jumlah kutub motor2. Mengubah frekuensi masukan3. Mengatur teganan masukan

Page 20: 6 motor-induksi

PENGATURAN DENGAN MENGUBAH JUMLAH KUTUB

Jumlah kutub dapat diubah dengan merencanakan kumparan stator sedemikian rupa sehingga dapat menerima tegangan masuk pada posisi kumparan yang berbeda-beda.

120fn =

pS

U Sa

2-a

1-a

1a

2

2 Kutub

U Sa2-a1-a1 a2

USS

4 Kutub

Page 21: 6 motor-induksi

PENGATURAN DENGAN MENGUBAH FREKUENSI

1. Pengaturan putaran motor dapat dilakukan dengan mengubah-ngubah harga frekwensi jala

2. Hanya saja untuk menjaga kesimbangan kerapatan fluks,3. Pengubahan tegangan harus dilakukan bersamaan dengan

pengubahan frekwensi

Page 22: 6 motor-induksi

PENGATURAN DENGAN MENGUBAH TEGANGAN

2

2 22 21 2 2 2

2 2

3 s a RT = V

ω a R s a X

Load

T

n

1

n1n 2

0,5 V1

V1

Page 23: 6 motor-induksi

PENGATURAN DENGAN TAHANAN LUAR

2

2 22 21 2 2 2

2 2

3 s a RT = V

ω a R s a X

LoadT

n

1

n1n 2n3

Page 24: 6 motor-induksi

MOTOR INDUKSI SATU FASA

• Motor satu fasa tidak dapat self-starting• Perlu metode start khusus

Page 25: 6 motor-induksi

MOTOR KAPASITOR

• Banyak digunakan dalam peralatan rumah tangga• Contoh : motor pada pompa air, mesin cuci lemari es, AC

Page 26: 6 motor-induksi

KONFIGURASI BELITAN MOTOR KAPASITOR

• U1 dan U2 : Terminal belitan utama• Z1 dan Z2 : Terminal belitan bantu• Condenser berfungsi agar belitan utama dan belitan bantu berbeda 90°

Page 27: 6 motor-induksi

MOTOR KAPASITOR DENGAN CENTRIFUGAL SWITCH

• Digunakan pada motor kapasitor dengan kapasitas diatas 1kW• Terdapad 2 buah kondensor• Saat 70% putaran nominal, saklar centrifugal membuka untuk

memutuskan satu kondensor

Page 28: 6 motor-induksi

MOTOR INDUKSI TIGA FASA

Hubungan Delta

R

S

T

480 Volt48

0 V

480 V

480 Volt

480 V

480 Volt

√3x4

80 V

480 Volt

R

S

T

Hubungan Bintang

Page 29: 6 motor-induksi

NAMEPLATE MOTOR INDUKSI

Page 30: 6 motor-induksi

INFORMASI PADA NAMEPLATE

• Horse Power =: Kemampuan putaran rotor menggerakkan beban makimum. 1HP = 746 W

• Volt : biasanya mempunyai toleransi 10 %

• AMPS : Kemampuan motor dengan beban maksimum

• HERZT : Frekuensi jaringan listrik

• RPM : Kecepatan putaran rotor saat tersambung beban maksimum

• Service Factor : Faktor perkalian kemampuan daya mekanik dimana motor bisa dioperasikan

Page 31: 6 motor-induksi

INSULATION CLASS

Pembagian Kelas Isolasi :• Class A, kemampuan isolasi hanya 105°C• Class B, kemampuan isolasi hanya 130°C• Class C, kemampuan isolasi hanya 155°C• Class D, kemampuan isolasi hanya 180°C

Page 32: 6 motor-induksi

NEMA DESIGNMenerangkan Karakteristik kemampuan torsi ouput rotor:

• Nema A, motor mempunyai arus start tinggi dan torsi awal normal• Nema B, motor mempunyai arus start rendah dan torsi awal normal• Nema C, motor mempunyai arus start rendah dan torsi awal tinggi• Nema D, motor mempunyai arus start rendah dan torsi awal sangat tinggi

300%

200%

100%

0 100%

Design D

Design B

Design A

Design C

TO

RQ

UE

SPEED

Page 33: 6 motor-induksi

ARUS START

• Mereferensikan terjadinya lock rotor,• Rotor terkunci sehingga akan menarik sumber sangat besar sekali• Biasanya untuk motor Nema Design B sebesar 600 – 650 % arus beban penuh

Starting Current

Time

Mot

or F

ull-

Loa

d A

mp

(%)

700

200

300

400

500

600

100

Full-Load Current

Page 34: 6 motor-induksi

KONVERSI ENERGI PADA MOTOR

Page 35: 6 motor-induksi

EFISIENSI MOTOR INDUKSI

Ditentukan oleh kehilangan dasar yang hanya dapat dikurangi oleh perubahan pada rancangan motor dan kondisi operasi

daya keluaranη =

daya masukan

Jenis kehilanganPersentase kehilangan total

(100%)

Kehilangan tetap atau kehilangan inti 25

Kehilangan variabel: kehilangan stator I2R 34

Kehilangan variabel: kehilangan rotor I2R 21

Kehilangan gesekan & penggulungan

ulang15

Kehilangan beban yang menyimpang 5

Page 36: 6 motor-induksi

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI EFISIENSI

• Usia• Kapasitas• Kecepatan• Jenis • Suhu• Penggulungan ulang• Beban

Page 37: 6 motor-induksi

BEBAN MOTOR

Eff. = Efisiensi operasi motor dalam %HP = Nameplate untuk HPBeban = Daya yang keluar sebagai % laju daya Pi = Daya tiga phasa dalam kW

1Px eff

Beban=HP x0,746

Page 38: 6 motor-induksi

METODE UNTUK MENENTUKAN BEBAN MOTOR

1. Pengukuran daya masuk. Metode ini menghitung beban sebagai perbandingan antara daya masuk (diukur dengan alat analisis daya) dan nilai daya pada pembebanan 100%.

2. Pengukuran jalur arus beban ditentukan dengan membandingkan amper terukur (diukur dengan alat analisis daya) dengan laju amper.

3. Metode Slip. Beban ditentukan dengan membandingkan slip yang terukur bila motor beroperasi dengan slip untuk motor dengan beban penuh.

Page 39: 6 motor-induksi

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMOENGARUHI KINERJA MOTOR LISTRIK

1. Mengganti motor Standar dengan motor efisiensi tinggi2. Penurunan Pembebanan (menghindari motor yang

ukurannya berlebih).3. Ukuran Motor untuk Beban Yang Bervariasi 4. Memperbaiki Kualitas Daya5. Penggulungan Ulang (Rewinding)6. Koreksi Faktor Daya Dengan Memasang Kapasitor

Page 40: 6 motor-induksi

MOTOR EFISIENSI TINGGI

1. Efisiensinya sekitar 3% - 7% lebih besar dari motor standar2. Desain motor disesuaikan untuk menurungkan kehilangan

dasar motor3. Karakteristik motor efisiensi tinggi :• Menggunakan baja silikon• Inti lebih panjang• Kawat lebih tebal• Laminasi lebi tipis• Celah udara lebih tipis• Bearing lebih bagus, dll

Page 41: 6 motor-induksi

PERBANDINGAN MOTOR EFISIENSI TINGGI DENGAN MOTOR STANDAR

Motor Rating (kW)

Eff

icie

ncy

(%

)

70

100

70

70

Page 42: 6 motor-induksi

PENURUNAN PEMBEBANAN

1. Beban yang kurang akan menurunkan efisiensi motor.2. Ukuran motor harus dipilih berdasarkan pada evaluasi beban

dengan hati-hati3. Penyebab ketidak efisienan :

a. Pembuat peralatan cenderung menggunakan faktor keamanan yang besar bila memilih motor

b. Peralatan kadangkala digunakan dibawah kemampuan yang semestinya.

c. Dipilih motor yang besar agar mampu mencapai keluaran pada tingkat yang dikehendaki, bahkan jika tegangan masuk rendah dalam keadaan tidak

Page 43: 6 motor-induksi

UKURAN MOTOR UNTUK BEBAN YANG BERVARIASI• Motor industru sering beroperasi pada beban bervariasi• Biasanya dipilih motor dengan antisipasi paling tinggi• Alternatifnya: memilih motor sedikit lebi rendah dari beban

antisipasi tertinggi• Hal ini memungkinkan karena motor biasanya dirancang 15 %

diatas nilai beban• Kriteria pemilihan motor :

Kenaikan suhu rata-rata diatas siklus operasi aktual harus tidak lebih besar dari kenaikan suhu pada operasi beban penuh yang berkesinambungan (100%)

Page 44: 6 motor-induksi

MEMPERBAIKI KUALITAS DAYA

• Fluktuasi tegangan dan frekuensi dapat merigikan kinerja motor• Ketidakseimbangan tegangan akan lebih merugikan .

Dapat terjadi akibat penggunaan kabel dengan ukuran yang berbeda

• Keseimbangan fasa maksimum 1% • Minimisasi ketidakseimbangan dapat dilakukan dengan

1. Menyeimbangkan setiap beban phasa tunggal diantara seluruh tiga phasa

2. Memisahkan setiap beban phasa tunggal yang mengganggu keseimbangan beban dan umpankan dari jalur/trafo terpisah

Page 45: 6 motor-induksi

PENGGULUNGAN ULANG (REWINDING)

• Biasanya dilakukan pada motor yang terbakar• Faktor yang dapat mempengaruhi efisisensi motor:

a. Desain slot dan gulunganb. Bahan gulunganc. Kinerja pengisolasid. Suhu operasi

• Indikator keberhasilan penggulungan ulang adalah perbandingan arus dan tahanan sator tanpa sesudanh digulung ulang dan kondisi orisinil

Page 46: 6 motor-induksi

HAL YANG HARUS DIPERTIMBANGKAN SAAT REWINDING• Gunakan perusahaan yang bersertifikasi ISO 9000 atau anggota

dari Assosasi Layanan Peralatan Listrik.• Jika biaya pegulungan ulang melebihi 50% hingga 65% dari

harga motor baru yang efisien energinya, lebih baik membeli motor yang baru

• Ukuran motor kurang dari 40 HP dan usianya lebih dari 15 tahun (terutama motor yang sebelumnya sudah digulung ulang) sebaiknya diganti.

• Untuk motor dibawah 15 HP sebaiknya mengganti motor baru, agar lebih ekonomis

Page 47: 6 motor-induksi

KOREKSI FAKTOR DAYA DENGAN MEMASANG KAPASITOR• Faktor daya motor induksi < 1• Efisiensi seluruh sistem pabrik akan rendah• Kapasitor yang dihubung paralel dapat digunakan untuk

memperbaiki faktor daya.• Kapasitas kapasitor ditentukan kVA R tanpa beban yang diserap

motor• Kapasitas kapasitor tidak boleh lebig dari 90% kVAR motor

tanpa beban. • Kapasitas terlalu besar dapat menyebabkan motor terbakar

Page 48: 6 motor-induksi

PERAWATAN MOTOR INDUKSI

• Perawatan yang buruk dapat memperburuk efisiensi • Pelumasan yang tidak benar dapat menyebabkan meningkatkan

gesekan motor dan penggerak transmisi peralatan• Kondisi ambien juga akan mempengaruhi kinerja motor

suhu ekstrim, kadar debu yang tinggi, atmosfir yang korosif, dan kelembaban dapat merusak sifat-sifat bahan isolasi

Page 49: 6 motor-induksi

PERIKSA PERAWATAN MOTOR INDUKSI

• Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan• Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor

tidak kelebihan atau kekurangan beban • Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar

dan peralatan yang digerakkan • Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal

dan pemasangannya benar • Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran

pendingin motor bersih

Page 50: 6 motor-induksi

PENGENDALIAN KECEPATAN MOTOR

1. Motor dengan beberapa kecepatan2. Variable Speed Drives (VSDs)3. Penggerak Arus Seaarah (DC)4. Penggerak motor AC dengan gulungan rotor (motor

induksi cincin geser)

Page 51: 6 motor-induksi

Terima Kasih